基于LUCC及城市群典型空间增长组织模式的区域生态安全响应与调控

我国东部地区快速城市化进程中区域生态安全危机凸显，开展基于土地利用/覆盖变化(LUCC)与城市群典型空间增长组织模式的区域生态安全响应机制与调控研究对于促进区域可持续发展具有重大的意义。本项目拟以杭州湾沿岸沪-嘉-杭城市群为研究对象，综合运用野外调查方法、社会调查方法、多尺度遥感监测与GIS空间分析技术、综合评价方法，揭示快速城市化背景下LUCC与城市群典型空间增长组织模式的时空演变规律以及区域生态安全响应机制；进一步完善信息不完备条件下的区域生态安全响应评估模型，结合实证分析，对不同场景下的模型评价结果的合理性与可靠性进行比较研究；借鉴国内外先进城市生态建设经验，立足区域实际，面向提高区域安全水平、增强城市生态调控能力、促进区域环境经济协调发展等目标，从规划与管理、政策与法规等层面探讨促进区域可持续发展的生态安全调控途径，为制定和实施可持续的区域土地利用规划与战略发展布局提供科学依据。

环杭州湾沿岸区域由于城市空间的快速增长使城市周边大量耕地、林地、水域及其他半自然类型用地迅速转化为建设用地，城市规模扩张导致城市发展失控，由此对区域生态安全产生了不利的影响。本课题以杭州湾沿岸城市群为研究对象，从土地利用/覆盖动态监测、环境响应、驱动力机制等方面来开展以下研究（1）揭示该地区城市群的空间增长动态及其空间增长模式；（2）以城市热环境效应和夜间光环境效应（光污染）为切入点，定量分析城市群的空间增长及其导致的环境效应；（3）以大杭州都市区和大上海都市区为重点研究对象，定量分析了这两个都市区自上世纪70年代末以来近30年间的城市空间增长模式演变及其对区域生态系统服务价值的影响。研究结果表明：（1）2000－2010年间环杭州湾沿岸区域所有土地/覆盖类型构成中耕地面积减少了2380.4km2, 该用地类型面积在研究区域土地利用/覆盖类型总面积占比由39.51%降至34.12%，建设用地面积增加了2502.3km2，该用地类型面积在研究区域土地利用/覆盖类型总面积占比由8.12%增加至13.73%，林地、水体及其他土地/覆盖类型的面积占比则相对稳定；（2）环杭州湾沿岸区域工矿建设用地面积增长了266.02%，其次为城镇用地，面积增长了71.11%，农村居民点的面积增长了42.51%，是三种建设用地类型中相对增长最缓慢的。（3）环杭州湾沿岸城市空间增长总体上属于外延型的扩张方式，即通过挤占农村居民点用地来扩大城市空间，进而推动城市群的兴起。城市群空间扩张演变模式主要分为轴线蔓延式、圈层扩散式、间隔跳跃式与均匀分散蔓延式等类型；城市群空间增长方式对于区域热环境效应（城市热岛效应）以及夜间光环境效应（光污染）具有重要的影响；（4）大杭州都市区与大上海都市地区近30年以来城市空间格局由传统单中心城市格式迅速向多中心、多组团、综合功能演变，由此导致区域城市化景观蔓延度增加，而景观破碎度与分离度呈现出由中心城区向郊区由强至弱的梯度演化格局，从而导致区域生态服务功能的弱化，制约了区域的生态安全态势。通过项目研究，建立了环杭州湾沿岸城市群灯光夜景指数修正产品、LST及热岛强度指数修正产品、大杭州及大上海都市区生态服务价值ESV的时空分异数据集数据集，可为进一步探索我国东部沿海快速城市化区域的空间增长及生态环境响应提供基础的科学数据支持。